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文檔簡介
1、菁優(yōu)網(wǎng)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題一選擇題(共14小題)1(2011福建)如圖,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(090°),其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí),棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中()A運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為B下滑位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLD受到的最大安培力大小為2(2011嘉定區(qū)模擬)如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為L,
2、其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中一根質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離d時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g則此過程()A桿的速度最大值為B流過電阻R的電量為C恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量3(2011深圳二模)如圖,足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置,其下端連接一個(gè)燈泡,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所
3、在平面(導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計(jì)),則垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在下滑過程中()A受到的安培力方向沿斜面向上B受到的安培力一直增大C導(dǎo)體棒的機(jī)械能一直增大D克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能4(2010黃岡模擬)如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,兩根金屬桿甲和乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng),滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸 良好且保持垂直起初兩根桿都靜止現(xiàn)突然給甲一個(gè)沖量使其獲得速度V而開始運(yùn)動(dòng),回路中的電阻不可忽略,那么在以后的運(yùn)動(dòng)中,下列說法正確的是()A甲克服安培力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱B甲動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱C甲機(jī)械能的減少量等于乙獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱
4、之和D最終兩根金屬桿都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)5(2009天津)如圖所示,豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R,質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦,棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi),力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于()A棒的機(jī)械能增加量B棒的動(dòng)能增加量C棒的重力勢(shì)能增加量D電阻R上放出的熱量6(2006上海)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
5、為,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為v時(shí),受到安培力的大小為F此時(shí)()A電阻R1消耗的熱功率為B電阻R1消耗的熱功率為C整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(F+mgcos)v7(2006甘肅)如圖所示,位于一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌,處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在的平面,導(dǎo)軌的一端與一電阻相連;具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab,使它由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計(jì)用E表示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),i表示回路中的感應(yīng)電流,在i隨時(shí)間增大的過程中,電阻消耗的功率等于()A
6、F的功率B安培力的功率的絕對(duì)值CF與安培力的合力的功率DiE8(2014懷化二模)如圖所示電路,L是自感系數(shù)較大的線圈,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P從B端迅速滑向A端的過程中,經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1;P從A端迅速滑向B端的過程中,經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的電流為I2;P固定在C點(diǎn)不動(dòng),達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過線圈的電流為I0則()AI1=I2=I0BI1I0I2CI1=I2I0DI1I0I29(2014宿遷二模)如圖電路中,A1、A2是兩個(gè)指示燈,L是自感系數(shù)很大的線圈,電阻R阻值較小,開關(guān)S1斷開、S2閉合現(xiàn)閉合S1,一段時(shí)間后電路穩(wěn)定下列說法中正確的是()A閉合S1,通過電阻R的電流先增大后減小B
7、閉合S1,Al亮后逐漸變暗C閉合S1,A2逐漸變亮,然后亮度不變D斷開電路時(shí),為保護(hù)負(fù)載,應(yīng)先斷開S2,再斷開S110(2014咸陽二模)在如圖所示的電路中,L是一帶鐵心的線圈,R為電阻兩條支路的直流電阻相等那么在接通和斷開開關(guān)的瞬間,兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系錯(cuò)誤的是()A接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1I2B接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1=I2C接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1I2D接通時(shí)I1=I2,斷開時(shí)I1I211(2013江蘇模擬)如圖所示,電感線圈L的直流電阻為RL、小燈泡的電阻為R,小量程電流表G1、G2的內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)開關(guān)S閉合且穩(wěn)定后,G1、G2的指針均向右偏(電流表的零刻度在表盤中央
8、),則當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),下列說法正確的是()AG1、G2的指針都立即回到零點(diǎn)BG1緩慢回到零點(diǎn),G2立即左偏,然后緩慢回到零點(diǎn)CG1立即回到零點(diǎn),G2緩慢回到零點(diǎn)DG2立即回到零點(diǎn),G1緩慢回到零點(diǎn)12(2013揚(yáng)州模擬)如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,L1、L2為兩個(gè)相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計(jì),與燈泡L1連接的是一只理想二極管D下列說法中正確的是()A閉合開關(guān)S穩(wěn)定后L1、L2亮度相同B斷開S的瞬間,L2會(huì)逐漸熄滅C斷開S的瞬間,L1中電流方向向左D斷開S的瞬間,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)高13(2013鹽城二模)如圖所示,L為自感系數(shù)很大的線圈,其自身的電阻忽略不計(jì)A、B是完全相同的兩個(gè)小
9、燈泡在t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時(shí)間t1斷開S下列表示A、B兩燈泡中電流i隨時(shí)間t變化的圖象中,正確的是()ABCD14(2013徐州三模)如圖D1、D2 是兩只相同的燈泡,L 是自感系數(shù)很大的線圈,其直流電阻與R 的阻值相同關(guān)于燈泡發(fā)光情況正確的是()A當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S,D1將逐漸變亮B當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S 待電路穩(wěn)定后再斷開,D1先變得更亮,然后漸漸變暗C當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S,D2將漸漸變亮D當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開,D2先變得更亮,然后漸漸變暗二填空題(共2小題)15如圖所示,用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長分別為L和2L 的兩只閉合線框a和b,以相同的速度從磁感應(yīng)
10、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外,不考慮線框的動(dòng)能,若外力對(duì)環(huán)做的功分別為Wa、Wb,則Wa:Wb為_16如圖所示,光滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌寬度為LQM之間接有阻值為R的電阻,其余部分電阻不計(jì)一質(zhì)量為M,電阻為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上,給棒一個(gè)水平向右的初速度v0使之開始滑行,最后停在導(dǎo)軌上,則在此過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為_三解答題(共14小題)17(2012寧城縣模擬)如圖所示,兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為L,導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R
11、,回路中其余部分的電阻可不計(jì)在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行,開始時(shí),棒cd靜止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸,求:(1)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少?(2)當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí),cd棒的加速度是多少?18(2011天津)如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m,其電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg,電阻均為R=0.1,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面
12、向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng),而棒cd恰好能保持靜止取g=10m/s2,問:(1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何?(2)棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量,力F做的功W是多少?19(2011上海)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上阻值r=0.5,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)
13、生的焦耳熱Qr=0.1J(取g=10m/s2)求:(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安;(2)金屬棒下滑速度v=2m/s時(shí)的加速度a(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下:由動(dòng)能定理W重W安=mv,由此所得結(jié)果是否正確?若正確,說明理由并完成本小題;若不正確,給出正確的解答20(2011浙江)如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型導(dǎo)軌,在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦
14、因數(shù)為=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為=0.1/m,不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10m/s2)(1)通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況;(2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向;(3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱21(2011江蘇模擬)如圖所示,足夠長的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l,b、c兩點(diǎn)間接一阻值為R的電阻ef是一水平放置的導(dǎo)體桿,其質(zhì)量為m、有效電阻值為R,桿與ab、cd保持良好接觸整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直現(xiàn)用一豎直向上的力拉導(dǎo)體桿,使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速運(yùn)動(dòng),上升了h高
15、度,這一過程中bc間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q,g為重力加速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用求:(1)導(dǎo)體桿上升到h過程中通過桿的電量;(2)導(dǎo)體桿上升到h時(shí)所受拉力F的大??;(3)導(dǎo)體桿上升到h過程中拉力做的功22(2010天津)如圖所示,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.3,長度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上框架質(zhì)量m2=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,相距0.4m的MM、NN相互平行,電阻不計(jì)且足夠長電阻R2=0.1的MN垂直于MM整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開始無摩擦
16、地運(yùn)動(dòng),始終與MM、NN保持良好接觸當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí),框架開始運(yùn)動(dòng)設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2(1)求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大?。唬?)從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過程ab位移x的大小23(2006上海)如圖所示,將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向垂直紙面向里,線框向上離開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半,線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f,且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)求:(1)線
17、框在下落階段勻速進(jìn)入磁場時(shí)的速度v2;(2)線框在上升階段剛離開磁場時(shí)的速度v1;(3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q24(2005天津)圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌,間距l(xiāng)為0.40m,電阻不計(jì)導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場垂直質(zhì)量m為6.0×103kg、電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌,并與其保持光滑接觸導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0的電阻R1當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑,整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W,重力加速度取10m/s2,試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R225如圖所示,有一足夠長的光滑平
18、行金屬導(dǎo)軌,電阻不計(jì),間距L=0.5m,導(dǎo)軌沿與水平方向成=30°傾斜放置,底部連接有一個(gè)阻值為R=3的電阻現(xiàn)將一根長也為L=0.5m質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=2的均勻金屬棒,自軌道頂部靜止釋放后沿軌道自由滑下,下滑中均保持與軌道垂直并接觸良好,經(jīng)一段距離后進(jìn)入一垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示磁場上部有邊界OP,下部無邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T金屬棒進(jìn)入磁場后又運(yùn)動(dòng)了一段距離便開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),在做勻速直線運(yùn)動(dòng)之前這段時(shí)間內(nèi),金屬棒上產(chǎn)生了Qr=2.4J的熱量,且通過電阻R上的電荷量為q=0.6C,取g=10m/s2求:(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速v0;(2)金屬棒進(jìn)入磁場后,
19、當(dāng)速度v=6m/s時(shí),其加速度a的大小及方向;(3)磁場的上部邊界OP距導(dǎo)軌頂部的距離S26如圖所示,有一區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場方向與水平放置的導(dǎo)軌垂直導(dǎo)軌寬度為L,右端接有電阻RMN是一根質(zhì)量為m的金屬棒,金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置,且接觸良好,金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)給金屬棒一水平初速度v0,使它沿導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng)已知金屬棒停止運(yùn)動(dòng)時(shí)位移為x求:(1)金屬棒速度為v時(shí)的加速度為多大?(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中通過電阻R的電量q;(3)金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q27在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd,邊長L=0.2m線
20、圈的ad邊與磁場的左側(cè)邊界重合,如圖所示,線圈的電阻R=0.4用外力把線圈從磁場中移出有兩種方法:一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場;另一種是以ad邊為軸,用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場,兩種過程所用時(shí)間都是t=0.1s求(1)線圈勻速平移出磁場的過程中,外力對(duì)線圈所做的功(2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場的過程中,外力對(duì)線圈所做的功28兩只完全相同的燈泡L1和L2分別與相同的電感串聯(lián),組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)相同的部分電路現(xiàn)在甲電路兩端加恒定電壓U,L1燈發(fā)光;而在乙電路兩端加最大電壓為U,的正弦交變電壓,L2燈也發(fā)光比較兩燈的明暗程度,是L1燈的亮度_L2燈亮度(填“大于”、“等于”、“小于”
21、)29在如圖的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路上接有一電阻值為R的電阻和一只自感系數(shù)很大、電阻不計(jì)的線圈,電流表和電壓表均為理想電表,當(dāng)開關(guān)S閉合后電壓表的示數(shù)從_變化到_,電流表的示數(shù)從_變化到_(用含有E、R、r等物理量來表述結(jié)果)30如圖所示,A1與A2是兩只相同的電流表,自感線圈L的直流電阻和R相等,開關(guān)S閉合的瞬間,A1的示數(shù)_于A2的示數(shù),開關(guān)S閉合穩(wěn)定后,A1的示數(shù)_于A2的示數(shù),S斷開的瞬間,A1的示數(shù)_于A2的示數(shù)(填“大”、“小”、“等”)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題參考答案與試題解析一選擇題(共14小題)1(2011福建)如圖,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面
22、成角(090°),其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí),棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中()A運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為B下滑位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLD受到的最大安培力大小為考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;安培力菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:壓軸題分析:金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,法拉第電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律等研究處理解答:解:A、金屬棒ab開始做加速度逐漸減小的變加
23、速運(yùn)動(dòng),不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度不等于v,而是大于;故A錯(cuò)誤 B、由電量計(jì)算公式q=,聯(lián)立得 可得,下滑的位移大小為,故B正確 C、產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=qIR,而這里的電流I比棒的速度大小為v時(shí)的電流小,故這一過程產(chǎn)生的焦耳熱小于qBLv故C錯(cuò)誤 D、金屬棒ab做加速運(yùn)動(dòng),或先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),速度為v時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,受到的安培力最大,最大安培力大小為F=BIL=故D錯(cuò)誤故選:B點(diǎn)評(píng):電磁感應(yīng)綜合題中,常常用到這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式:感應(yīng)電量q=n,常用來求位移但在計(jì)算題中,不能直接作為公式用,要推導(dǎo)2(2011嘉定區(qū)模擬)如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距
24、為L,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中一根質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離d時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g則此過程()A桿的速度最大值為B流過電阻R的電量為C恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;安培力;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:導(dǎo)體
25、棒在水平恒力作用下,在磁場中切割磁感線,沿粗糙導(dǎo)軌由靜止運(yùn)動(dòng)到速度最大在此過程中通過恒力F做功將其他形式能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能、電路電阻的內(nèi)能及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能由動(dòng)能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的總功等于導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)變化當(dāng)恒力等于安培力與摩擦力之和時(shí),導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度而流過電阻的電量則此過程中平均電流與時(shí)間的乘積,所以利用法拉第電磁感應(yīng)定律可求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而求出流過電阻的電量解答:解:A、當(dāng)導(dǎo)體棒受到的恒力等于安培力與摩擦力之和時(shí),導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度即F=F安+f 而F安=BIL=BL= f=N=mg所以 故A正確;B、導(dǎo)體棒從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離d過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E= 而Q
26、=It 所以Q= 故B正確;C、由動(dòng)能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的總功等于導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)變化故C錯(cuò)誤;D、由動(dòng)能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的總功等于導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)變化,所以恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量故D正確;故選:ABD點(diǎn)評(píng):導(dǎo)體棒在切割磁感線后產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而出現(xiàn)安培力,然而安培力是與速度有關(guān)的特殊力故棒是做加速度在減小的加速運(yùn)動(dòng)直到勻速3(2011深圳二模)如圖,足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置,其下端連接一個(gè)燈泡,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面(導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計(jì)),則垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在下滑過程中()A受到的安培力方向沿斜面向上B受到的安培力一直增大C導(dǎo)體棒的機(jī)械能一
27、直增大D克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;安培力的計(jì)算菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:本題的關(guān)鍵是分析導(dǎo)體棒ab的受力和運(yùn)動(dòng)情況由于導(dǎo)軌光滑,開始導(dǎo)體棒ab只受重力mg和支持力FN,合力沿斜面向下,導(dǎo)體棒ab加速下滑,當(dāng)下滑速度為v時(shí),導(dǎo)體棒ab垂直切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E=BLv(設(shè)導(dǎo)軌寬L,則導(dǎo)體棒ab的有效切割長度為L),回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I,由右手定則判斷感應(yīng)電流I在導(dǎo)體棒ab中從b到a,由左手定則判斷導(dǎo)體棒ab受沿斜面向上的安培力F安(因?yàn)镕安=ILB,I=,E=BLv,設(shè)回路總電阻為R,則F安=ILB=),受力如圖:導(dǎo)體棒ab受力的合力大小F合=mgsinF安=m
28、gsin,方向沿斜面向下,由牛頓第二定律F=ma可知導(dǎo)體棒ab做加速度減小的變加速直接運(yùn)動(dòng),如果導(dǎo)軌足夠長,當(dāng)F安=mgsin時(shí)達(dá)到最大速度vm,之后做勻速直線運(yùn)動(dòng)解答:解:A、導(dǎo)體棒ab下滑過程中,由右手定則判斷感應(yīng)電流I在導(dǎo)體棒ab中從b到a,由左手定則判斷導(dǎo)體棒ab受沿斜面向上的安培力F安,所以A正確;B、由分析知,導(dǎo)體棒ab開始速度增大,如果導(dǎo)軌足夠長,當(dāng)F安=mgsin時(shí)達(dá)到最大速度vm,之后做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不再增大,所以B錯(cuò)誤;C、由于下滑過程導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),回路中有燈泡電阻消耗電能,機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以導(dǎo)體棒的機(jī)械能不斷減少,所以C錯(cuò)誤;D、安培力做
29、負(fù)功實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,安培力做功量度了電能的產(chǎn)生,即燈泡消耗的電能,根據(jù)功能關(guān)系有克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能,所以D正確;本題選正確的,故選A、D點(diǎn)評(píng):解決這類導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流問題的關(guān)鍵時(shí)分析導(dǎo)體棒受力,進(jìn)一步確定其運(yùn)動(dòng)性質(zhì),并明確判斷過程中的能量轉(zhuǎn)化及功能關(guān)系如安培力做負(fù)功量度了電能的產(chǎn)生,克服安培力做什么功,就有多少電能產(chǎn)生4(2010黃岡模擬)如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,兩根金屬桿甲和乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng),滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸 良好且保持垂直起初兩根桿都靜止現(xiàn)突然給甲一個(gè)沖量使其獲得速度V而開始運(yùn)動(dòng),回路中的電阻不
30、可忽略,那么在以后的運(yùn)動(dòng)中,下列說法正確的是()A甲克服安培力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱B甲動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱C甲機(jī)械能的減少量等于乙獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱之和D最終兩根金屬桿都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;功能關(guān)系菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:電磁感應(yīng)與電路結(jié)合分析:給甲一個(gè)沖量使其獲得速度V而開始運(yùn)動(dòng),回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,甲棒受向左的安培力而減速,乙棒受向右的安培力而加速,兩個(gè)棒系統(tǒng)收受合力為零,動(dòng)量守恒,系統(tǒng)減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解答:解:給甲一個(gè)沖量使其獲得速度V而開始運(yùn)動(dòng),回路中產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則,甲棒受向左的安培力而減速,乙棒受向右的安培力而加速,根
31、據(jù)能量守恒定律,故甲棒減小的動(dòng)能等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能和乙棒增加的動(dòng)能之和,故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選C點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵明確系統(tǒng)中兩個(gè)棒的運(yùn)動(dòng)情況、受力情況、系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化情況,不難5(2009天津)如圖所示,豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R,質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦,棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi),力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于()A棒的機(jī)械能增加量B棒的動(dòng)能增加量C棒的重力勢(shì)能增加量D電阻R上放出的熱量考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁
32、優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:壓軸題分析:棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi),F(xiàn)做正功,安培力做負(fù)功,重力做負(fù)功,動(dòng)能增大根據(jù)動(dòng)能定理分析力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和解答:解:A、棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用由動(dòng)能定理:WF+WG+W安=EK 得WF+W安=EK+mgh 即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量故A正確 B、由動(dòng)能定理,動(dòng)能增量等于合力的功合力的功等于力F做的功、安培力的功與重力的功代數(shù)和故B錯(cuò)誤 C、棒克服重力做功等于棒的重力勢(shì)能增加量故C錯(cuò)誤 D、棒克服安培力做功等于電阻R上放出的熱量故D錯(cuò)誤故選A點(diǎn)評(píng):本題運(yùn)用功能關(guān)系分析實(shí)際問題對(duì)于動(dòng)能定理理解要到
33、位:合力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量,哪些力對(duì)物體做功,分析時(shí)不能遺漏6(2006上海)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為v時(shí),受到安培力的大小為F此時(shí)()A電阻R1消耗的熱功率為B電阻R1消耗的熱功率為C整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(F+mgcos)v考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:壓軸題分析:由圖電阻R1、R2并聯(lián)與
34、導(dǎo)體棒串聯(lián)由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、歐姆定律、安培力公式,推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系式由功率公式電阻的功率、熱功率及機(jī)械功率解答:解:設(shè)ab長度為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電阻均為R 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv ab中感應(yīng)電流為I= 得到,ab所受安培力F安=BIL= 電阻R1消耗的熱功率P1=()2R= 由得,P1= 根據(jù)功率公式,得 整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率P2=mgcosv=mgvcos 整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為P3=F安v+P2=(F安+mgcos)v故選BCD點(diǎn)評(píng):本題是常規(guī)題,關(guān)鍵是推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系式,再求出電阻上的功率與安培力的關(guān)系7(2006甘肅)如圖所示,位于一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑
35、金屬導(dǎo)軌,處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在的平面,導(dǎo)軌的一端與一電阻相連;具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab,使它由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計(jì)用E表示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),i表示回路中的感應(yīng)電流,在i隨時(shí)間增大的過程中,電阻消耗的功率等于()AF的功率B安培力的功率的絕對(duì)值CF與安培力的合力的功率DiE考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;功率、平均功率和瞬時(shí)功率;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:壓軸題分析:金屬桿ab由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守
36、恒定律分析判斷解答:解:A、金屬桿ab做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)根據(jù)能量守恒可知,恒力F做的功等于桿增加的動(dòng)能和電路中產(chǎn)生的電能電阻消耗的功率等于電路中產(chǎn)生電能的功率, 不等于恒力F的功率故A錯(cuò)誤 B、C、D,電阻消耗的功率等克服安培力做功的功率等于電路的電功率iE故B、D正確,C錯(cuò)誤故選BD點(diǎn)評(píng):對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力;另一條是能量,分析能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵8(2014懷化二模)如圖所示電路,L是自感系數(shù)較大的線圈,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P從B端迅速滑向A端的過程中,經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1;P從A端迅速滑向B端的過程中,經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的
37、電流為I2;P固定在C點(diǎn)不動(dòng),達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過線圈的電流為I0則()AI1=I2=I0BI1I0I2CI1=I2I0DI1I0I2考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:利用線圈對(duì)電流突變的阻礙作用:閉合瞬間相當(dāng)于斷路,穩(wěn)定后相當(dāng)于導(dǎo)線,判斷電流變化解答:解:滑動(dòng)片P從B端迅速滑向A端的過程中,電流突然減小,由于L的阻礙作用產(chǎn)生一自感電動(dòng)勢(shì)與原來的電源串聯(lián),經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1I0;P從A端迅速滑向B端的過程中,電流突然增大,由于L的阻礙作用產(chǎn)生一自感電動(dòng)勢(shì)與電源的電動(dòng)勢(shì)方向相反,經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的電流為I2I0;故選B點(diǎn)評(píng):做好本題的關(guān)鍵:知道線圈對(duì)電流突變時(shí)的阻礙作用,
38、特別是斷開時(shí)相當(dāng)于電源,L中原來電流的方向即電動(dòng)勢(shì)的正極9(2014宿遷二模)如圖電路中,A1、A2是兩個(gè)指示燈,L是自感系數(shù)很大的線圈,電阻R阻值較小,開關(guān)S1斷開、S2閉合現(xiàn)閉合S1,一段時(shí)間后電路穩(wěn)定下列說法中正確的是()A閉合S1,通過電阻R的電流先增大后減小B閉合S1,Al亮后逐漸變暗C閉合S1,A2逐漸變亮,然后亮度不變D斷開電路時(shí),為保護(hù)負(fù)載,應(yīng)先斷開S2,再斷開S1考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律來分析解答:解:A、閉合開關(guān)S1的瞬間,由于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙,通
39、過電阻R的電流慢慢增加故A錯(cuò)誤B、閉合開關(guān)S1,雖因存在自感作用,但通過R的電流逐漸增加,干路電流逐漸增加,通過Al逐漸變亮故B錯(cuò)誤C、當(dāng)閉合S1,線圈對(duì)電流的阻礙漸漸變小,導(dǎo)致A2逐漸變暗,故C錯(cuò)誤;D、斷開電路時(shí),為保護(hù)負(fù)載,由于線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),應(yīng)先斷開S2,再斷開S1故D正確,故選:D點(diǎn)評(píng):對(duì)于線圈要抓住雙重特性:當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,注意開關(guān)接通與斷開的先后順序10(2014咸陽二模)在如圖所示的電路中,L是一帶鐵心的線圈,R為電阻兩條支路的直流電阻相等那么在接通和斷開開關(guān)的瞬間,兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系錯(cuò)誤的是()
40、A接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1I2B接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1=I2C接通時(shí)I1I2,斷開時(shí)I1I2D接通時(shí)I1=I2,斷開時(shí)I1I2考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:當(dāng)開關(guān)接通和斷開的瞬間,流過線圈的電流發(fā)生變化,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙原來電流的變化,根據(jù)這一特點(diǎn)來分析電流的大小解答:解:當(dāng)開關(guān)接通瞬間,R中電流立即增大到正常值I2而線圈中的電流從零開始增大,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,則電流I1只能逐漸增大,故I1I2斷開開關(guān)瞬間,線圈產(chǎn)生的自感電流流過線圈和電阻R,兩者串聯(lián),電流相同,I1=I2故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤本題選擇錯(cuò)誤的,故選:ACD點(diǎn)評(píng):對(duì)于線圈要抓住它的特性:
41、當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源11(2013江蘇模擬)如圖所示,電感線圈L的直流電阻為RL、小燈泡的電阻為R,小量程電流表G1、G2的內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)開關(guān)S閉合且穩(wěn)定后,G1、G2的指針均向右偏(電流表的零刻度在表盤中央),則當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),下列說法正確的是()AG1、G2的指針都立即回到零點(diǎn)BG1緩慢回到零點(diǎn),G2立即左偏,然后緩慢回到零點(diǎn)CG1立即回到零點(diǎn),G2緩慢回到零點(diǎn)DG2立即回到零點(diǎn),G1緩慢回到零點(diǎn)考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:斷開開關(guān)的瞬間,L相當(dāng)于電源,與兩個(gè)電流計(jì)組成閉合回路,電流方向順時(shí)針解答:解:S閉合且穩(wěn)定時(shí),通過
42、含電流表G1、G2的兩條支路的電流均由左向右,斷開S,L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),由“增反減同”可知,自感電動(dòng)勢(shì)E自的方向一定與原電流方向相同,顯然,斷開S后,在E自的作用下,上圖回路中將繼續(xù)形成沿順時(shí)針方向的電流,這時(shí)流經(jīng)含有電流表G2支路的電流方向已變?yōu)橛捎蚁蜃罅擞捎谶@段時(shí)間E自是逐漸減小的,故電流也是逐漸減小的,綜上所述選B故選B點(diǎn)評(píng):本題考查了自感線圈對(duì)電流發(fā)生突變時(shí)的阻礙作用,利用楞次定律即可判斷12(2013揚(yáng)州模擬)如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,L1、L2為兩個(gè)相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計(jì),與燈泡L1連接的是一只理想二極管D下列說法中正確的是()A閉合開關(guān)S穩(wěn)定后L1、L2亮
43、度相同B斷開S的瞬間,L2會(huì)逐漸熄滅C斷開S的瞬間,L1中電流方向向左D斷開S的瞬間,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)高考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:對(duì)于二極管來說具有單向?qū)щ娦裕鴮?duì)于線圈來講通直流阻交流,通低頻率交流阻高頻率交流解答:解:A、閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,因線圈L的直流電阻不計(jì),所以L1與二極管被短路,導(dǎo)致燈泡L1不亮,而L2將更亮,因此L1、L2亮度度不同,故A錯(cuò)誤;B、斷開S的瞬間,L2會(huì)立刻熄滅,故B錯(cuò)誤;C、斷開S的瞬間,線圈L與燈泡L1及二極管構(gòu)成回路,因線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),a端的電勢(shì)高于b端,所以回路中沒有電流,故C錯(cuò)誤,D正確;故選:D點(diǎn)評(píng):記住自感 線圈對(duì)電流突變時(shí)的阻礙
44、:閉合開關(guān)瞬間L相當(dāng)于斷路,穩(wěn)定后L相當(dāng)于一段導(dǎo)線,斷開瞬間L相當(dāng)于電源13(2013鹽城二模)如圖所示,L為自感系數(shù)很大的線圈,其自身的電阻忽略不計(jì)A、B是完全相同的兩個(gè)小燈泡在t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時(shí)間t1斷開S下列表示A、B兩燈泡中電流i隨時(shí)間t變化的圖象中,正確的是()ABCD考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:電感對(duì)電流的變化起阻礙作用,閉合電鍵時(shí),電感阻礙電流iB增大,斷開電鍵,A、L構(gòu)成一回路,電感阻礙電流iA減小解答:解:A、電鍵閉合時(shí),電感阻礙電流變化,L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,所以電感的阻礙慢慢減小,即流過電感的電流增大,所以iA慢慢減小,最
45、后穩(wěn)定時(shí)電感相當(dāng)于一根導(dǎo)線,iA為0,電感阻礙自身電流變化,產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過電燈A,其方向與規(guī)定圖示流過電燈A的方向相反,iA慢慢減小最后為0故B正確,A錯(cuò)誤C、電鍵閉合時(shí),電感阻礙電流變化,L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,電感的阻礙慢慢減小,即流過電感的電流增大,所以iB慢慢增大,最后穩(wěn)定,斷開電鍵,原來通過B的電流立即消失故D正確,C錯(cuò)誤故選BD點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握電感對(duì)電流的變化起阻礙作用,電流增大,阻礙其增大,電流減小,阻礙其減小14(2013徐州三模)如圖D1、D2 是兩只相同的燈泡,L 是自感系數(shù)很大的線圈,其直流電阻與R 的阻值相同關(guān)于燈泡發(fā)光情況正確的是()A當(dāng)
46、S1接a 時(shí),閉合S,D1將逐漸變亮B當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S 待電路穩(wěn)定后再斷開,D1先變得更亮,然后漸漸變暗C當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S,D2將漸漸變亮D當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開,D2先變得更亮,然后漸漸變暗考點(diǎn):自感現(xiàn)象和自感系數(shù)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:線圈處于電路中,當(dāng)電流變化時(shí),才會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而阻礙電路中電流變化閉合開關(guān)的瞬間,通過L的電流增大,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律分析電流的變化,判斷通過兩燈電流的關(guān)系待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān),線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),分析通過兩燈的電流關(guān)系,判斷兩燈亮暗情況解答:解:A、當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S,燈泡D2被短路,導(dǎo)致電阻減小,則總電流變大
47、,所以通過D1燈泡的電流增大,因此D1將逐漸變亮,故A正確;B、當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S 待電路穩(wěn)定后再斷開,導(dǎo)致線圈中電流發(fā)生變化,從而出現(xiàn)阻礙電流減小,通過D1的電流沒有之前大,則D1不會(huì)變得更亮,但會(huì)慢慢熄滅故B錯(cuò)誤;C、當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S,線圈中電流的變化,從而阻礙電流增大,所以導(dǎo)致D2剛開始較亮,當(dāng)線圈電流趨于穩(wěn)定后,D2漸漸變暗,故C錯(cuò)誤;D、當(dāng)S1接b時(shí),閉合S 待電路穩(wěn)定后再斷開,導(dǎo)致線圈中電流發(fā)生變化,從而出現(xiàn)阻礙電流減小,通過D2的電流比之前大,則D2會(huì)變得更亮,且會(huì)慢慢熄滅故D正確;故選AD點(diǎn)評(píng):當(dāng)通過線圈本身的電流變化時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象,這是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)
48、象,可運(yùn)用楞次定律分析自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的影響二填空題(共2小題)15如圖所示,用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長分別為L和2L 的兩只閉合線框a和b,以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外,不考慮線框的動(dòng)能,若外力對(duì)環(huán)做的功分別為Wa、Wb,則Wa:Wb為1:4考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:電磁感應(yīng)功能問題分析:將閉合線框a和b勻速拉出磁場,根據(jù)功能關(guān)系可知,外力對(duì)環(huán)做的功等于線框產(chǎn)生的焦耳熱根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、焦耳定律、電阻定律研究功的關(guān)系解答:解:閉合線框a產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea=BLv,外力對(duì)環(huán)做的功Wa=,Ra= 閉合線框b產(chǎn)生的
49、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eb=B2Lv,外力對(duì)環(huán)做的功Wb=,Rb=代入解得 Wa:Wb=1:4故答案為:1:4點(diǎn)評(píng):本題綜合了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律、電阻定律,中等難度,盡量不失分16如圖所示,光滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌寬度為LQM之間接有阻值為R的電阻,其余部分電阻不計(jì)一質(zhì)量為M,電阻為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上,給棒一個(gè)水平向右的初速度v0使之開始滑行,最后停在導(dǎo)軌上,則在此過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專題:電磁感應(yīng)功能問題分析:本題屬于電磁感應(yīng)中的能量問題,金屬棒向右做減速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不斷減少,由電能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能不斷
50、增加,根據(jù)能量守恒定律可知,整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量等于金屬棒減少的動(dòng)能解答:解:金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的過程中,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而產(chǎn)生感應(yīng)電流并轉(zhuǎn)化為焦耳熱,根據(jù)能量守恒定律可知,整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱等于金屬棒減少的動(dòng)能,即Q=故答案為點(diǎn)評(píng):要學(xué)會(huì)從能量的角度分析有關(guān)電磁感應(yīng)問題中涉及到的電能、內(nèi)能等問題三解答題(共14小題)17(2012寧城縣模擬)如圖所示,兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為L,導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R,回路中其余部分的電阻可不計(jì)在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B設(shè)兩導(dǎo)體棒
51、均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行,開始時(shí),棒cd靜止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸,求:(1)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少?(2)當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí),cd棒的加速度是多少?考點(diǎn):電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;牛頓第二定律;閉合電路的歐姆定律;安培力的計(jì)算;導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有分析:本題中兩根導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況:ab棒向cd棒運(yùn)動(dòng)時(shí),兩棒和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路面積變小,磁通量發(fā)生變化,于是產(chǎn)生感應(yīng)電流ab棒受到的與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力作用作減速運(yùn)動(dòng),cd棒則在安培力作用下作加速運(yùn)動(dòng)在ab棒的速度大于cd棒的速度時(shí),回路總有感應(yīng)電流,ab棒繼續(xù)減速,cd棒繼續(xù)加速,兩棒速度達(dá)到相同后,回路面積保持不變,磁通量不變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,兩棒以相同的速度v作勻速運(yùn)動(dòng),由于平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面且兩棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行,故由兩棒組成的系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒mv0=2mv,這是第一問再由能量守恒求出焦耳熱的關(guān)鍵;第二問設(shè)ab棒的速度變?yōu)闀r(shí),cd棒的速度為v',先由動(dòng)量守恒求得,再由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv確定回路總電動(dòng)勢(shì) ,電路知識(shí)回路中的電流為 ,磁場知識(shí)通電導(dǎo)線在磁場中受安培力F=BIL,確定此時(shí)cd棒所受的安培力為 ,最后由牛頓第二定律F=ma求出cd棒的加速度解答:解:(1)從開始到兩棒達(dá)到相同速度v的過程
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